高温胁迫对棉花对位叶源能力的影响【字数:11814】
目录
摘要Ⅱ
关键词Ⅱ
AbstractⅡ
Key wordsⅡ引言(或绪论)1
1材料与方法4
1.1材料 4
1.1.1试验材料4
1.1.2试验仪器4
1.2方法 4
1.2.1试验设计4
1.2.2温度控制条件5
1.2.3阻断方法的确定5
1.2.4 SPAD值的测定5
1.2.5糖类物质及氨基酸含量的测定6
1.2.6数据的统计及分析方法6
2结果与分析7
2.1冷冻切片验证韧皮部阻断果枝的效果7
2.2高温胁迫对棉花对位叶SPAD值的影响7
2.3高温胁迫对棉花对位叶糖类物质及氨基酸含量的影响8
2.3.1高温胁迫对棉花对位叶葡萄糖含量的影响8
2.3.2高温胁迫对棉花对位叶果糖含量的影响8
2.3.3高温胁迫对棉花对位叶蔗糖含量的影响9
2.3.4高温胁迫对棉花对位叶可溶性糖含量的影响9
2.3.5高温胁迫对棉花对位叶淀粉含量的影响10
2.3.6高温胁迫对棉花对位叶氨基酸含量的影响10
3讨论11
3.1高温胁迫对棉花对位叶光合能力的影响11
3.2高温胁迫对棉花对位叶光合产物积累的影响11
3.3高温胁迫对棉花对位叶光合产物供应能力的影响11
3.4高温胁迫对棉花对位叶光合产物输出能力的影响12
3.5小结12
致谢12
参考文献13
高温胁迫对棉花对位叶“源”能力的影响
摘要
棉花作为重要的经济作物,生产中常因在花铃期遭遇高温天气造成产量品质的损失。对位叶作为花铃主要干物质来源,研究其对高温胁迫的响应,对棉花栽培有重要参考意义。本试验以中棉425为研究材料,通过对棉花果枝韧皮部阻断构建独立的“叶源铃库”系统,研究高温胁迫对棉花对位叶“源”能力的影响。具体结果为:在日均34 ℃(38 ℃,30 ℃)的高温条件下,对位叶SPAD值及光合能力相 *51今日免费论文网|www.51jrft.com +Q: ¥351916072¥
对下降;对位叶中蔗糖含量花后1天下降幅度约29.4%,之后呈现恢复态势,花后4天基本恢复到起始水平;淀粉含量整体呈现上升趋势,花后4天相对对照上升约35.5%;可溶性糖含量花后2天出现明显的峰值后回落。上述结果表明,高温胁迫使对位叶“源”能力下降,除抑制光合能力外,还表现在对光合产物的转化、输出和储存能力的抑制。
引言
棉花是我国重要的经济作物,但随着温室效应的加剧,夏季极端高温天气频发。而夏季7、8月份正是棉花产量品质形成的关键期(花铃期),这造成棉花生产中因夏季极端高温使棉花产量品质下降[1]。其本质是高温胁迫影响了棉花光合产物的正常积累与转运。处于花铃期的棉花源器官主要是成熟的对位叶与主茎叶。其中对位叶是棉花花铃期光合产物的主要合成器官[2],其“源”能力既包括叶片本身的光合能力,又包括叶片对光合产物的储存和转化输出能力[3]。所以对位叶“源”能力因高温胁迫所受的影响直接关系到棉花的产量与品质。因此,研究高温胁迫对棉花对位叶“源”能力的影响机理,对棉花生产中高温灾害评估与减产预测、探索应对高温天气的栽培措施以及选育耐热的棉花品种具有重要意义。
目前高温胁迫对棉花叶片“源”能力的影响的相关研究主要集中在形态特征和光合生理特性两方面。
高温胁迫对棉花叶片形态特性的影响。叶面积的变化可反应叶片的发育情况[4]。研究表明,适度增温会增加棉花展开叶的叶面积,28 ℃生长下棉花出苗后20天叶面积是21 ℃下的6倍。但当温度超过30 ℃后,叶片生长速率随温度升高叶片会逐渐减小[5]。;类似地,Reddy等研究发现,叶片的生长对温度十分敏感,在35.5 ℃下,棉花叶片生长速率仅是31.3 ℃下的大约60%[6]。叶片的生长发育状况及叶面积是叶片光合能力形成的基础,高温胁迫对叶片生长速率的抑制是削弱叶片“源”能力的体现。比叶重是指单位面积叶片的重量,与叶片光合性能、发育状况相联系,是反应叶片光合能力的重要指标。多数研究表明,花铃期高温处理后,棉花叶片比叶重显著下降[7,8],这表明叶片干物质积累量的减少,暗示光合能力的下降,即“源”能力下降。研究发现,高温胁迫下棉花叶片的叶绿素总量在不同品种间都呈现下降趋势[7]。其中叶绿素a相对稳定,下降幅度较小;叶绿素b对高温更加敏感,下降幅度更大,表现为叶绿素a/叶绿素b的值呈现上升的趋势。SPAD值与叶绿素含量有很好的正相关性,多数研究发现的高温胁迫下棉花叶片SPAD值的降低也反映了叶绿素含量的降低[79]。光合作用受此影响而降低,最终降低了棉花叶片“源”能力。
高温胁迫对棉花对位叶光合生理特性的影响可分为对细胞膜稳定性、光合作用以及光合产物存储转运三方面。
高温胁迫对棉花对位叶细胞膜稳定性的影响。在包括高温胁迫的多种逆境下,棉花体内会产生大量活性氧(ROS),如超氧自由基O2、羟自由基OH以及过氧化氢H2O2等[10]。正常情况下,植物通过复杂的活性氧清除系统来减轻高温胁迫下ROS引发的氧化损伤[11]。具体参与清除ROS的物质很多,可分为抗氧化剂类与抗氧化酶类。抗氧化剂类主要有谷胱甘肽(GSH)、甘露醇、抗坏血酸和黄酮类等物质。超氧化物歧化酶(SOD) 和谷胱甘肽还原酶(GR)等物质则属于抗氧化酶类。SOD 清除细胞质中过量的超氧化物,CAT 清除过量的H2O2,还原为H2O,谷胱甘肽过氧化物酶(GPX)途径通过谷胱甘肽(GSH)来减少脂肪酸的有机氢过氧化物[12]。它们相互协同,共同抵抗逆境胁迫下的氧化伤害。在高温胁迫下,活性氧大量产生,棉花体内的活性氧动态平衡会被打破。研究表明,尽管高温胁迫下叶片中的活性氧清除作用也会相应增强,但仍不足以抵消活性氧的大量增加[13]。花铃期高温胁迫显著抑制棉花叶片和花药的保护酶活性,造成过多的活性氧大量积累,丙二醛(MDA)含量显著增加[14]。这会引起细胞膜的脂质过度氧化,从而引起细胞膜的流动性与通透性变化,细胞膜系统受损后,会引起叶片的老化加剧[15],从而影响叶片“源”能力。但棉花耐高温品种在高温胁迫下保护性酶活力下降幅度相对敏感型小,依旧保持了较强的活性氧清除能力[15],表现出对高温胁迫更强的适应性。
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